CN102957359A - 磁悬浮支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮支撑结构，包括电磁铁组件、传感器、控制电路以及设置在电磁铁组件上方的磁性悬浮底座；其中，电磁铁组件包括电磁铁主体和设置在电磁铁主体中的电磁线圈，电磁线圈的端口位于悬浮底座的正下方，通电后电磁线圈产生的磁场与悬浮底座发生磁相互作用；电磁线圈和传感器分别与控制电路电连接，控制电路根据传感器采集的信息调节输入电磁线圈的电流方向和大小来控制电磁线圈产生的磁场方向和大小。因为可基于传感器采集的信息由控制电路自动控制悬浮底座是否悬浮以及悬浮高度，因此在组件和/或支撑结构出现异常情况时，通过安装有组件的悬浮底座悬浮来使得组件与支撑结构彼此分离，从而避免相互影响，提高安全性和避免损失。

Description

磁悬浮支撑结构

技术领域

本发明涉及支撑结构，尤其涉及一种磁悬浮支撑结构。

背景技术

目前，通常的支撑结构一般采用螺钉或焊接等方式来固定安装组件，组件是电器、电子元器件或灯泡等设备，安装后的电器、电子元器件或灯泡等设备与支撑结构构成一个整体。这种安装方式的缺陷在于，当整体中的任意一个部分出现异常时，整体中的其它部分将同时受到影响。例如当支撑结构遭受较大振动时，即使在支撑结构与组件之间设置防振胶垫或弹簧等防振产品，易损组件仍然会受到支撑结构振动的影响。又例如，支撑结构上的组件所发出的热量会传递至支撑结构，当组件发热量大时将会烫伤接触支撑结构的使用者。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中组件与支撑结构固定安装在一起而相互影响的缺陷，提供一种可自动控制悬浮的磁悬浮支撑结构，从而使得在出现异常情况时组件与支撑结构可以相互分离。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种磁悬浮支撑结构，包括电磁铁组件、传感器、控制电路以及设置在所述电磁铁组件上方的磁性悬浮底座；其中，

所述电磁铁组件包括电磁铁主体和设置在所述电磁铁主体中的电磁线圈，所述电磁线圈的端口位于所述悬浮底座的正下方，通电后所述电磁线圈产生的磁场与所述悬浮底座发生磁相互作用；

所述电磁线圈和传感器分别与所述控制电路电连接，所述控制电路根据所述传感器采集的信息调节输入所述电磁线圈的电流方向和大小来控制所述电磁线圈产生的磁场方向和大小。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述电磁铁主体包括平台、以及分别对应设置在所述平台上下两侧的上壳体和下壳体；其中所述上壳体用于容纳所述悬浮底座，所述下壳体用于容纳所述电磁线圈。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述电磁线圈固定设置在所述平台的底面上。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述平台的底面上设有立柱，所述电磁线圈环绕在所述立柱上。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述立柱为所述电磁线圈的铁芯。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述悬浮底座上设有永磁铁。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述悬浮底座为平板结构。

在根据本发明实施例所述的磁悬浮支撑结构中，所述传感器包括振动传感器和/或温度传感器；其中，所述振动传感器设置在所述电磁铁主体上，所述温度传感器设置在所述悬浮底座上。

本发明产生的有益效果是：当电器、电子元器件或灯具等设备安装到依据本发明实施例的磁悬浮支撑结构的悬浮底座上时，因为悬浮底座是否悬浮以及悬浮高度可基于传感器采集的信息由控制电路自动控制，因此悬浮底座可在组件和/或支撑结构出现异常情况时，例如出现过热或强烈振动时自动悬浮，使得组件与支撑结构彼此分离，从而避免设备受损或人员受伤。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的安装有灯座和灯泡的磁悬浮支撑结构的结构示意图；

图2是本发明实施例的安装有灯座和灯泡的磁悬浮支撑结构的***图；

图3是本发明实施例的安装有灯座和灯泡的磁悬浮支撑结构没有悬浮时的结构示意图；

图4是本发明实施例的安装有灯座和灯泡的磁悬浮支撑结构悬浮时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，依据本发明实施例的磁悬浮支撑结构包括电磁铁组件、传感器、控制电路以及设置在电磁铁组件的磁极上方的具有磁性的悬浮底座100。其中，悬浮底座100用于安装组件，组件是电器、电子元器件或灯泡等设备，可通过螺钉或焊接等方式将上述设备固定安装在悬浮底座100上。图1和图2中，安装有灯泡410的灯座420通过螺钉430固定在悬浮底座100上。为方便安装和悬浮，可设置悬浮底座100为平板结构。当然，悬浮底座100也可以是其它结构，例如碗状结构，只要确保底部为平板结构即可。但是为减轻自重，优选为平板结构。为使悬浮底座100带磁性，可在悬浮底座100内部嵌入永磁铁，或直接采用永磁铁材料制备该悬浮底座100。

电磁铁组件包括电磁线圈210以及用于安放电磁线圈210的电磁铁主体。当电磁线圈210通入电流后可产生磁场，该磁场作为电磁铁组件的磁极。可通过调节通入电磁线圈210的电流大小和方向来调节产生的磁场的大小和方向。另外，电磁线圈210产生的磁场大小还与电磁线圈210的匝数以及线圈内是否有铁芯或其它磁介质芯有关。

在本发明的实施例中，电磁铁主体包括平台221、以及分别对应设置在平台221上下两侧的上壳体222和下壳体223。上壳体222为顶部开口结构，用于安放悬浮底座100。下壳体223内容纳有电磁线圈210，电磁线圈210可通过焊接或粘接等方式固定在平台221的底面上，也可在平台221的底面上固定立柱224，如图1所示，电磁线圈210围绕设置在立柱224上。如果想要获得更大的磁场，可在电磁线圈210中***铁芯，例如，在本发明的实施例中，可将立柱224设为铁芯。为了使得电磁线圈210产生的磁场与磁性悬浮底座100之间的磁相互作用达到最佳，需要悬浮底座100位于电磁线圈210端口的正上方，因此在本发明实施例中，上壳体222与下壳体223的位置上下对应。图1和图2中示出的电磁体主体结构仅用作示例，并不是对本发明的限制，只要能适合地容纳悬浮底座100和电磁线圈210的结构都适用于本发明。

在本发明的一个实施例中，传感器为振动传感器231，设置在电磁铁主体上，用以探测电磁铁主体所受的振动情况。在本发明的另一个实施例中，传感器为温度传感器，设置在悬浮底座100上，用以探测悬浮底座100上的发热情况。又因为悬浮底座100上固定安装有电器、电子元器件或灯泡等设备，因此这些安装的设备在使用过程中所发出的热量可以传递至悬浮底座100，因此温度传感器可以探测所安装设备的发热情况。

控制电路分别与电磁线圈210和传感器电连接，即传感器可将探测到的信息(例如振动信息或发热信息)传输至控制电路；控制电路对所接收的探测信息进行处理，并根据处理结果调节输入电磁线圈210的电流大小和方向，从而控制电磁线圈210产生的磁场的大小和方向。控制电路可采用单片机，例如，在本发明的实施例中可采用型号为MSP430F42X或ADC0809或HT46R24A/D的单片机，上述单片机可与传感器直接连接，用以处理传感器所采集的信息。

依据本发明实施例的磁悬浮支撑结构可用于安装电器、电子元器件或灯泡等设备，本申请中将以磁悬浮支撑结构用于灯具为例来描述它的工作过程。参照图3和4，安装有灯泡410的灯座420固定在上述磁悬浮支撑结构的磁悬浮底座100上。当然，本领域的技术人员应当知晓，磁悬浮支撑结构用于灯具仅用作举例，并不是对本发明的限制，当悬浮底座100上安装其它设备时，例如电器或电子元器件，磁悬浮支撑结构的工作过程与此类似。

实施例1

在本实施例中，传感器包括振动传感器(图3和图4中未示出)，设置在电磁铁主体上，振动传感器231将电磁铁主体受到的外界振动情况实时反馈给控制电路。在控制电路中预设临界振动值，当接收的振动参数小于临界振动值时，控制电路认为灯具处于正常工作条件下，从而控制输入电磁线圈210的电流的方向使其所产生的磁场与磁性悬浮底座100的极性相反，在磁场力的作用下，悬浮底座100与电磁铁主体相互吸引，磁场力足够大使得两者刚性连接在一起，从而稳定地安装在一起。图3示出了悬浮底座100与电磁铁主体接触连接在一起时的结构示意图。

当电磁铁主体受到的外界振动大于临界振动值时，控制电路将反向输入电磁线圈210的电流方向，使得电磁线圈210产生的磁场与磁性悬浮底座100的极性相同，在磁场力的作用下，悬浮底座100与电磁铁主体相互排斥，当磁斥力与悬浮底座100连同灯座420和灯泡410的重力达到平衡时，悬浮底座100连同灯座420和灯泡410悬浮在电磁铁主体的上方。因为悬浮底座100与电磁铁主体之间不再发生直接接触，因此振动产生的机械波基本上不会传递至悬浮底座100以及其上安装的灯泡410上，从而避免易损灯泡在振动中受损。图4示出了悬浮底座100悬浮在电磁铁主体上方时的结构示意图，与图3相比，图4中示出了悬浮后的灯座420。

当振动回落到临界振动值以下后，控制电路再次改变电磁线圈210中的电流方向，使得电磁铁主体与悬浮底座100相互吸引而紧密连接在一起，从而避免悬浮中悬浮位置不稳定而易于触碰掉落的风险。

当然，在本发明中，不仅可以通过控制电磁线圈210中输入的电流方向来控制悬浮底座100是否悬浮，还可以通过调节电流大小来控制悬浮底座100的悬浮高度。在悬浮底座100自重不变的条件下，增大电流将增大磁场力的大小，为使重力与磁场力仍保持平衡，悬浮底座100将移动到电磁线圈210端口远端的磁力线较为稀疏的位置处，从而增大了悬浮底座100与电磁铁主体之间的间距，增大了悬浮高度。

实施例2

在本实施例中，传感器包括温度传感器，设置在悬浮底座100上(图3和图4中未示出)，温度传感器将悬浮底座100的发热情况实时反馈给控制电路。在控制电路中预设临界温度值，当接收的温度参数小于临界温度值时，控制电路认为灯具处于正常工作条件下，从而控制输入电磁线圈210的电流的方向使得所产生的磁场与磁性悬浮底座100的极性相反，悬浮底座100与电磁铁主体通过磁吸引力稳定安装在一起，仍如图3所示。

当安装在悬浮底座100上的灯泡410(或其它设备)出现过热时，即温度传感器测得的温度值超过了控制电路中的临界温度时，控制电路将反向输入电磁线圈210的电流方向，使得电磁线圈210产生的磁场与磁性悬浮底座100的极性相同。悬浮底座100在磁斥力和重力的作用下悬浮在电磁铁主体上方。因为悬浮底座100与电磁铁主体之间不再发生直接接触，如图4所示，所以灯泡所产生的热量不会直接传递至与使用者接触的电磁铁主体上，而是全部散发在空气中，从而避免过热而烫伤人，设计更加安全和人性化。与实施例1类似，同样也可改变悬浮底座100的悬浮高度。

当温度回落到临界温度值以下后，控制电路再次改变电磁线圈210中的电流方向，使得电磁铁主体与悬浮底座100相互吸引和紧密连接在一起，从而避免悬浮中悬浮位置不稳定以及易于触碰掉落的风险。

在其它实施例中，传感器还可同时包括温度传感器和振动传感器。

实施例3

本发明中不仅可以通过传感器自动控制悬浮底座100的悬浮，还可以通过软件或手动调节电磁线圈210中输入电流的大小和方向来远程控制悬浮底座100是否悬浮以及悬浮的高度。例如，当灯具安装在操作者不方便到达的位置时，例如高处或危险位置处等，如何调节灯泡的焦距是操作者面临的一个难题，此时即可通过远程调节电磁线圈的电流方向和大小来调节悬浮高度，从而实现对灯具焦距的调节。

从以上可以看出，当电器、电子元器件或灯具等设备安装到依据本发明实施例的磁悬浮支撑结构的悬浮底座上时，因为悬浮底座是否悬浮以及悬浮高度可基于传感器采集的信息由控制电路自动控制，因此悬浮底座可例如在出现过热或强烈振动时自动悬浮，使得支撑结构与安装在支撑结构上的组件彼此分离，从而避免了两者之间的相互影响，继而避免设备受损或人员受伤。还例如可通过软件程序或手动调节悬浮底座的悬浮来实现远程调节灯具焦距，从而避免灯具调节时的现场作业。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁悬浮支撑结构，其特征在于，包括电磁铁组件、传感器、控制电路以及设置在所述电磁铁组件上方的磁性悬浮底座；其中，

所述电磁铁组件包括电磁铁主体和设置在所述电磁铁主体中的电磁线圈，所述电磁线圈的端口位于所述悬浮底座的正下方，通电后所述电磁线圈产生的磁场与所述悬浮底座发生磁相互作用；

所述电磁线圈和传感器分别与所述控制电路电连接，所述控制电路根据所述传感器采集的信息调节输入所述电磁线圈的电流方向和大小来控制所述电磁线圈产生的磁场方向和大小。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述电磁铁主体包括平台、以及分别对应设置在所述平台上下两侧的上壳体和下壳体；其中所述上壳体用于容纳所述悬浮底座，所述下壳体用于容纳所述电磁线圈。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述电磁线圈固定设置在所述平台的底面上。

4.根据权利要求2所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述平台的底面上设有立柱，所述电磁线圈环绕在所述立柱上。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述立柱为所述电磁线圈的铁芯。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述悬浮底座上设有永磁铁。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述悬浮底座为平板结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的磁悬浮支撑结构，其特征在于，所述传感器包括振动传感器和/或温度传感器；其中，所述振动传感器设置在所述电磁铁主体上，所述温度传感器设置在所述悬浮底座上。

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